校园生活：土壤科学家增加稻田土壤中的磷含量
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RUDN大学(俄罗斯)和华中农业大学(国内)的土壤科学家表明，向土壤中添加碳化合物可以增加稻田的磷素利用率。为了这些目的，生物学家描述了在存在碳作为能源的情况下，土壤微生物对铁(III)化合物的还原和磷释放的过程。这些结果将有助于减少对磷肥的依赖并提高农业生产率。这项研究已发表在“Geoderma”杂志上。
土壤中的磷缺乏限制了作物的生产能力。通常在土壤中发现的形式是植物无法获得的，即铁化合物。磷的不可用性在热带和亚热带土壤中尤其常见，例如在稻田中，铁是最常见的元素之一。要解决此问题，昂贵的磷化肥在农业中使用。RUDN的土壤科学家表明，可以利用土壤微生物从水稻土壤中吸收磷。该过程需要土壤碳。
浇水可防止杂草生长。浇水深度会根据植物发育的阶段而定期更改。水稻成熟时，田间排水，土壤干燥。因此，稻田土壤具有特殊的特性：当土壤的酸度在水的停滞期间增加而水的后退程度降低时，它们会不断交替发生氧化和还原过程。另外，由于受水影响的含铁岩石的破坏，大量的富含碳的有机物质以及沉积铁沉积在上层。
土壤微生物氧化或还原无机化合物，将其转化为其他可消化的形式。在风化的酸性水稻土中，土壤微生物会分解铁和磷的化合物，将三价铁还原为亚铁，并以植物可接触的形式释放磷。但是这个过程需要氧气。土壤酸度增加的水田容易缺氧，这会阻碍磷的释放过程。科学家已经假设微生物需要碳作为能源来还原不含氧气的铁。
为了验证这一假设，土壤科学家进行了一项实验：他们从具有典型亚热带气候的国内两个稻田中采集了255个土壤样品。研究人员去除了可见的植物残骸，石头和土壤微动物，并添加了草酸盐，乙酸盐，丙酸盐和甲酸盐溶液-不稳定，易分解，是易于获得的碳源。留下一个样品，不添加任何化合物作为对照。将土壤样品在水下放置两个月，即没有氧气。水稻土在类似条件下也存在。在60天内，研究人员测量了样品中亚铁的浓度。铁一旦释放出磷便出现，并且可以作为标记物找出游离磷的浓度。直接测量磷更复杂且成本更高。
测量表明，不稳定的有机物加速了磷从铁化合物中的释放。此外，磷在土壤样品中的释放速度较快，最初含有较高浓度的不稳定有机物和铁化合物。这证明了以下假设：在稻田土壤中无氧的条件下，碳可以“替代”氧气作为土壤微生物的能源，而土壤微生物以植物可用的形式释放磷。
研究发现表明，相对少量的不稳定有机物可以释放土壤磷的储量，并减少稻田对昂贵且对环境不安全的磷肥的依赖。
